Kosmetické obalové materiály jsou převážně plasty, sklo a papír. Během používání, zpracování a skladování plastů se v důsledku různých vnějších faktorů, jako je světlo, kyslík, teplo, záření, zápach, déšť, plísně, bakterie atd., ničí chemická struktura plastů, což vede ke ztrátě jejich původních vynikajících vlastností. Tento jev se obecně nazývá stárnutí. Hlavními projevy stárnutí plastů jsou změna barvy, změny fyzikálních vlastností, změny mechanických vlastností a změny elektrických vlastností.
1. Pozadí stárnutí plastů
V našich životech jsou některé výrobky nevyhnutelně vystaveny světlu. Ultrafialové světlo na slunci ve spojení s vysokou teplotou, deštěm a rosou způsobuje stárnutí výrobku, jako je ztráta pevnosti, praskání, olupování, matnost, změna barvy a práškování. Sluneční světlo a vlhkost jsou hlavními faktory způsobujícími stárnutí materiálu. Sluneční světlo může způsobit degradaci mnoha materiálů, což souvisí s citlivostí a spektrem materiálů. Každý materiál reaguje na spektrum odlišně.
Nejčastějšími faktory stárnutí plastů v přírodním prostředí jsou teplo a ultrafialové záření, protože prostředí, kterému jsou plastové materiály nejvíce vystaveny, je teplo a sluneční záření (ultrafialové záření). Studium stárnutí plastů způsobeného těmito dvěma typy prostředí má zvláštní význam pro skutečné prostředí použití. Test stárnutí lze zhruba rozdělit do dvou kategorií: vystavení venkovnímu prostředí a laboratorní test zrychleného stárnutí.
Před uvedením produktu do velkého měřítka by měl být proveden experiment se světelným stárnutím, aby se vyhodnotila jeho odolnost vůči stárnutí. Výsledky přirozeného stárnutí však mohou trvat několik let nebo i déle, což samozřejmě neodpovídá skutečné výrobě. Navíc se klimatické podmínky na různých místech liší. Stejný testovaný materiál je nutné testovat na různých místech, což výrazně zvyšuje náklady na testování.
2. Zkouška venkovního prostředí
Přímé vystavení venkovnímu světlu znamená přímé vystavení slunečnímu záření a dalším klimatickým podmínkám. Je to nejpřímější způsob, jak posoudit odolnost plastových materiálů vůči povětrnostním vlivům.
Výhody:
Nízké absolutní náklady
Dobrá konzistence
Jednoduché a snadné ovládání
Nevýhody:
Obvykle velmi dlouhý cyklus
Globální klimatická rozmanitost
Různé vzorky mají v různých klimatických podmínkách různou citlivost
3. Laboratorní zkušební metoda zrychleného stárnutí
Laboratorní test stárnutí světlem nejen zkrátí cyklus, ale má také dobrou opakovatelnost a široký rozsah použití. Provádí se v laboratoři v průběhu celého procesu bez ohledu na geografická omezení, je snadno ovladatelný a má silnou ovladatelnost. Simulace skutečného světelného prostředí a použití metod umělého urychleného stárnutí světlem může dosáhnout cíle rychlého vyhodnocení vlastností materiálu. Hlavní používané metody jsou test stárnutí ultrafialovým světlem, test stárnutí xenonovou lampou a test stárnutí uhlíkovým obloukem.
1. Zkušební metoda stárnutí xenonovým světlem
Test stárnutí xenonové výbojky je test, který simuluje celé spektrum slunečního záření. Test stárnutí xenonové výbojky dokáže v krátkém čase simulovat přirozené umělé klima. Je důležitým prostředkem pro screening receptur a optimalizaci složení produktu v procesu vědeckého výzkumu a výroby a je také důležitou součástí kontroly kvality produktu.
Data z testů stárnutí xenonových výbojek mohou pomoci s výběrem nových materiálů, transformací stávajících materiálů a vyhodnocením, jak změny ve složení ovlivňují trvanlivost výrobků.
Základní princip: Zkušební komora s xenonovými výbojkami simuluje účinky slunečního záření pomocí xenonové výbojky a kondenzovanou vlhkost pomocí deště a rosy. Testovaný materiál je při určité teplotě umístěn do cyklu střídavého světla a vlhkosti a dokáže během několika dnů nebo týdnů reprodukovat nebezpečí, která se vyskytují venku po měsíce nebo dokonce roky.
Testovací aplikace:
Může poskytovat odpovídající simulaci prostředí a zrychlené testy pro vědecký výzkum, vývoj produktů a kontrolu kvality.
Lze jej použít pro výběr nových materiálů, vylepšení stávajících materiálů nebo pro hodnocení trvanlivosti po změnách ve složení materiálu.
Dokáže dobře simulovat změny způsobené materiály vystavenými slunečnímu záření za různých podmínek prostředí.
2. Metoda testování stárnutí UV zářivkovým světlem
Zkouška UV stárnutí simuluje především degradační účinek UV záření na slunečním světle na produkt. Zároveň dokáže reprodukovat poškození způsobené deštěm a rosou. Zkouška se provádí vystavením testovaného materiálu řízenému interaktivnímu cyklu slunečního záření a vlhkosti za současného zvyšování teploty. K simulaci slunečního záření se používají ultrafialové zářivky a vliv vlhkosti lze simulovat také kondenzací nebo postřikem.
Fluorescenční UV lampa je nízkotlaká rtuťová výbojka s vlnovou délkou 254 nm. Vzhledem k přidání fosforu pro jeho přeměnu na delší vlnovou délku závisí rozložení energie fluorescenční UV lampy na emisním spektru generovaném koexistencí fosforu a difúzí skleněné trubice. Fluorescenční lampy se obvykle dělí na UVA a UVB. Typ UV lampy, který se má použít, určuje aplikace expozice materiálu.
3. Metoda testování stárnutí světla uhlíkové obloukové lampy
Uhlíková oblouková lampa je starší technologie. Přístroj s uhlíkovým obloukem původně používali němečtí chemici zabývající se syntetickými barvivy k hodnocení stálosti barvených textilií na světle. Uhlíkové obloukové lampy se dělí na uzavřené a otevřené. Bez ohledu na typ uhlíkové obloukové lampy se její spektrum značně liší od spektra slunečního světla. Vzhledem k dlouhé historii této projektové technologie se toto zařízení používalo jako počáteční technologie simulace stárnutí umělým světlem, takže tuto metodu lze stále vidět v dřívějších normách, zejména v raných japonských normách, kde se technologie uhlíkových obloukových lamp často používala jako metoda testování stárnutí umělým světlem.
Čas zveřejnění: 20. srpna 2024